热应激和氧化应激对肥育猪骨骼肌代谢的影响及硫辛酸的调控作用
本文选题：肥育猪 + 热应激 ； 参考：《中国农业科学院》2016年博士论文
【摘要】：高温应激和氧化应激是生猪生产中面临的最普遍的应激。这两种应激都会导致肥育猪生产性能下降,肉品质降低。本研究首先通过肥育猪持续高温应激模型研究热应激对背最长肌能量代谢及蛋白质组的影响;其次研究热应激和采食量对肝脏蛋白质组和抗氧化能力的影响。另外,利用硫辛酸(LA)具有抗氧化和促进能量代谢的特性,通过构建动物和细胞氧化应激模型,从体内体外两个方面探讨LA是否能缓解肥育猪遭受的氧化应激和肉品质下降及可能的作用机制。本论文开展了下列5项研究:试验一持续高温应激对肥育猪背最长肌能量代谢和蛋白质组的影响。本试验选取24头体重为79.0±1.5 kg杜长大(Duroc x Landrace x Yorkshire)三元杂交阉公猪,随机分配到3个组:热中性组(22℃)、热应激组(30℃)和采食量配对组(22℃),每组8头猪,试验期为21 d。结果发现:热应激导致背最长肌乳酸含量显著上升(P=0.02),极显著提高己糖激酶和丙酮酸激酶的活性(P0.01),显著增加了磷酸化AMPK的表达量(P=0.02);热应激引起背最长肌蛋白质组改变,共发现30个差异蛋白质点,15个表达量上调,15个下调。这些差异蛋白参与糖代谢、肌纤维和细胞骨架结构、应激响应、抗氧化和解毒、钙离子结合和细胞凋亡。结果表明,热应激通过上调p-AMPK表达,增强糖酵解代谢,导致乳酸含量升高,从而降低肌肉pH;热应激影响细胞程序化死亡和肌纤维蛋白质的降解,抑制了肉的熟化过程,影响肉的嫩度。试验二热应激和采食量对肥育猪肝脏抗氧化能力和蛋白质组的影响。本研究在试验一建立的热应激模型基础上,研究持续高温应激对肥育猪肝脏蛋白质组和抗氧化酶的影响。研究发现:环境高温和采食量都显著降低肝脏重量和肝脏指数(P0.05)。热应激和采食量下降都引起肝脏蛋白质组改变,共发现45个差异蛋白质点。通过GO和KEGG功能和代谢通路富集,发现这些蛋白质主要参与热应激响应和免疫防御、氧化应激响应和凋亡三个生物学过程。结果表明,环境高温而不是采食量下降引起肝细胞发生免疫应答;为了应对持续热应激,肝脏细胞形成了适应性保护机制:通过上调热应激蛋白稳定蛋白质的结构;增加抗氧化酶的活力和表达量维持氧化还原平衡;增加蛋白酶体的表达量清除被氧化和错误折叠的蛋白质。试验三硫辛酸(LA)缓解小鼠成肌细胞(C2C12)氧化应激的可能信号通路本研究利用H_2O_2构建小鼠成肌细胞(C2C12)氧化应激模型,研究LA对氧化应激状态下C2C12细胞增殖、抗氧化酶活性和Nrf2、P-MAPK表达量的影响。向氧化应激C2C12细胞(H_2O_2的浓度为0.4mM)培养液中添加不同浓度的LA(0 mM、0.2mM、0.4 mM、0.8 mM和1.2 mM),培养时间为0.5 h。结果发现:当H_2O_2的浓度为0.4mM时,与模型组(应激组)相比,随着LA浓度的增加,细胞增殖率、SOD酶活性、GSH含量以及Nrf2和P-MAPK表达量显著上升(P0.05)。结果表明,应激时间为0.5h,H_2O_2的浓度为0.4 mM,LA的浓度为:0.2 mM、0.4 mM、0.8 mM和1.2 mM时LA对H_2O_2诱导的氧化应激有缓解作用,且LA可能通过诱导Nrf2和P-MAPK表达调控抗氧化酶的合成。试验四硫辛酸对氧化应激肥育猪生产性能和血液抗氧化酶的影响本试验是在试验三的基础上,通过腹腔滴注Diquat诱导肥育猪氧化应激,通过检测LA对肥育猪生长性能、血液抗氧化指标的影响,旨在探讨硫辛酸对氧化应激造成的损伤是否有缓解作用。选用24头体重为70.64±3.61 kg的大白阉公猪,按照体重相近的原则随机分为2组,每组12头,分别饲喂基础日粮和添加硫辛酸日粮(800 mg/kg日粮)14 d后,再将每种日粮组的试猪随机分为应激组与非应激组,应激组静脉滴注Diquat(8 mg/kg体重),非应激组滴注相同剂量的生理盐水。应激后继续单笼饲养14 d。于试验第29 d对所有试猪前腔静脉采血后电击晕悬挂屠宰取样。结果发现:Diquat极显著降低肥育猪ADG、ADFI、F/G及血浆抗氧化酶(P0.01),表明猪只处于氧化应激状态。在非应激状态下,日粮添加LA对试猪生产性能和血浆抗氧化酶活性无显著影响;在应激状态下,日粮添加LA能显著升高血浆SOD活性(P0.05),缓解ADFI和ADG下降(P0.01)。本研究结果表明,腹腔滴注8mg/kg.BW的Diquat显著降低试猪生产性能和血浆抗氧化酶活性,使试猪处于氧化应激状态。日粮添加LA对试猪氧化损伤有一定的缓解作用。试验五硫辛酸对氧化应激肥育猪骨骼肌和肉品质的影响及调控机制本研究是在试验三和试验四的基础上,通过LA对氧化应激肥育猪背最长肌肌纤维类型、抗氧化酶SOD活性及其表达、氧化应激调控因子Nrf2和MAPK蛋白表达及肉品质的影响,探讨LA缓解氧化应激对肥育猪骨骼肌和肉品质影响的可能机制。结果发现:注射Diquat显著降低肥育猪宰后24 h背最长肌pH值(pH24 h);添加LA极显著升高宰后45min背最长肌红度值(a45min),和宰后24 h背最长肌的黄度值(b24 h)以及剪切力(P0.01);注射Diquat显著增加SOD酶的活性及SOD基因和蛋白表达(P0.05)。日粮添加LA显著增加SOD基因的表达(P0.05);注射Diquat显著降低p-p38的表达(P0.05),极显著增加Nrf2表达(P0.01),日粮添加LA显著降低了Nrf2的表达(P0.05)。研究结论:持续高温应激激活AMPK代谢通路,增加糖酵解供能,乳酸合成增加,从而增加肌肉的pH;持续高温应激影响宰后肌纤维蛋白的降解和骨骼肌细胞程序化死亡,延缓肉的熟化排酸,降低肉的嫩度。因此,持续高温应激影响肉品质。热应激和采食量影响肥育猪肝脏蛋白质组和谷胱甘肽抗氧化系统。高温而不是采食量下降引起肝脏细胞免疫应答。热应激引起肝脏氧化应激,热应激和采食量限制都会导致肝脏细胞凋亡。氧化应激降低肥育猪生产性能和血液抗氧化能力,日粮添加LA对氧化应激猪有一定缓解作用。通过体外和体内氧化应激试验研究表明,LA通过调控核转录因子Nrf2和蛋白激酶MAPK的表达,增加骨骼肌细胞抗氧化酶活性和表达,从而减轻氧化应激的危害。
[Abstract]:In this study , the effects of heat stress on the energy metabolism and protein concentration in the liver were studied . The results showed that the effects of heat stress on the energy metabolism and protein group were studied . The effect of LA on oxidative stress induced by oxidative stress was studied . The effects of LA on the activity of SOD and the expression of SOD gene and protein were studied . The results showed that the effect of LA on the activity of SOD gene and the expression of SOD gene and protein in pigs were significantly decreased ( P0.05 ) .
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S828
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，本文编号：1838035
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